[發(fā)明專利]試驗(yàn)件和發(fā)動機(jī)燃?xì)鈱︼w行器底部輻射熱流的獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610838955.3
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN107843405B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;朱國祥;周丹;康宏琳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空天技術(shù)研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;B64G7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種發(fā)動機(jī)燃?xì)鈱︼w行器底部輻射熱流的獲取方法，其特征在于，該方法用于發(fā)動機(jī)燃?xì)鈱︼w行器底部輻射熱流的地面試驗(yàn)測量，該地面試驗(yàn)使用的試驗(yàn)件為耐高溫的圓柱或方柱，外表面承受燃?xì)廨椛浼訜幔囼?yàn)件四周均包裹隔熱層，從而構(gòu)造試驗(yàn)件沿厚度方向的一維熱傳導(dǎo)環(huán)境，該方法包括以下步驟：

步驟1，初始時(shí)刻取t₀＝0，時(shí)間增量取Δt＝0.1秒，初始溫度T₀取剛開始加熱時(shí)距外表面2毫米處的敏感元件溫度測量值；

步驟2，在t₀+Δt時(shí)刻，假定x＝0處的熱流值Q_a＝10千瓦/平方米；

步驟3，將Q_a加載到x＝0處，按照一維非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)方程得到距外表面1.8毫米處的溫度計(jì)算值，同時(shí)也計(jì)算得到了x＝0～L范圍內(nèi)的所有溫度值，其中，t為時(shí)間，單位為秒；x為坐標(biāo)，單位為米，以承受燃?xì)廨椛浼訜岬耐獗砻鏋樵c(diǎn)；T為溫度，單位為K，它與坐標(biāo)x和時(shí)間t相關(guān)；T_x＝L為與距外表面距離為L處的溫度值，L為試驗(yàn)件厚度，T_m,L為試驗(yàn)件內(nèi)表面的溫度測量值；ρ為材料密度，單位為千克/立方米，c為材料比熱容，單位為焦/(千克·K)，λ為材料導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦/(米·K)；Q為燃?xì)廨椛浼訜岬臒崃鳎琓₀表示初始溫度，取剛開始加熱時(shí)試驗(yàn)件內(nèi)表面的溫度測量值；

步驟4，將x＝0.0018米處的溫度計(jì)算值與測量值對比，如果二者相減的絕對值小于規(guī)定值，則得到t₀+Δt時(shí)刻的x＝0處的熱流正確值Q＝Q_a；

步驟5，如果x＝0.0018米處的溫度計(jì)算值與測量值的差大于規(guī)定值，則將Q_a減小1％，否則將Q_a增大1％，再重復(fù)第3～4步；

步驟6，由此得到t₀+Δt時(shí)刻的x＝0處的熱流值，以及x＝0～L范圍內(nèi)的所有溫度值；

步驟7，依此類推，重復(fù)第2～6步，得到對應(yīng)不同時(shí)間的x＝0處的熱流值，這個(gè)熱流值就是試驗(yàn)件表面吸收的輻射熱流測量值；

步驟8，將x＝0處的熱流值除以試驗(yàn)件表面黑漆的表面發(fā)射率，獲得燃?xì)鈱υ囼?yàn)件表面的輻射熱流。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的獲取方法，其特征在于，該試驗(yàn)件材料的密度、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)是各向同性并準(zhǔn)確已知的。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的獲取方法，其特征在于，該試驗(yàn)件表面與噴管出口的相對位置關(guān)系由飛行器模型確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的獲取方法，其特征在于，所述試驗(yàn)件表面噴涂黑漆，黑漆表面發(fā)射率已知且厚度均勻，小于0.05毫米。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的獲取方法，其特征在于，所述試驗(yàn)件接收輻射能量的表面尺寸不小于8厘米乘以8厘米，厚度不大于2毫米。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的獲取方法，其特征在于，隔斷試驗(yàn)件與支撐部件之間的三維熱傳導(dǎo)效應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的獲取方法，其特征在于，采用熱電偶測量試驗(yàn)件內(nèi)表面的溫度，熱電偶布置在試驗(yàn)件內(nèi)表面，溫度測點(diǎn)數(shù)量至少為5個(gè)，其中，1個(gè)測點(diǎn)位于試驗(yàn)件內(nèi)表面中心，2個(gè)測點(diǎn)位于試驗(yàn)件內(nèi)表面中心兩側(cè)各1厘米處，1個(gè)測點(diǎn)位于試驗(yàn)件內(nèi)表面距離靠近噴管的試驗(yàn)件邊緣1厘米，1個(gè)測點(diǎn)位于試驗(yàn)件內(nèi)表面距離遠(yuǎn)離噴管的試驗(yàn)件邊緣1厘米。